JPH0380432B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はインクジエツト記録装置に係り、イン
クの劣化を防止するために有効なインク及び溶媒
の補充技術に関する。

〔発明の背景〕

従来のインクジエツト記録装置におけるインク
及び溶媒の補充は特開昭54−50330号公報に記載
されているように、ドツト記録に使用したインク
粒子の数をカウントし、このカウント値が所定の
値に達したときに一定量の新しいインクを補充
し、更に不足分を溶媒によつて補充する方式であ
る。この方式は、印字頻度の低い場合にはドツト
記録に使用したインク粒子の数が所定のカウント
値に到達するまで非常に長い時間がかかるために
インク及び溶媒の補充周期が長く、また印字頻度
が非常に高い場合には短時間で所定値に到達する
ため極めて短時間で新インクの補充と溶媒の補充
を行なうことになる。従つて印字の頻度によつ
て、補充の周期が大きく異なることになる。とこ
ろが溶媒の揮散量は印字の頻度に拘わらずインク
の噴出時間に比例する。従つて従来のように印字
の頻度によつて、インク及び溶媒の補充頻度が変
化すると、インク容器内の溶媒相と固体相のバラ
ンスが一時的に大きく崩れる場合がある。インク
の種類によつてはこの溶媒相と固体相の比率があ
る一定範囲の比率より外れると、溶媒を補充して
も元へ戻らない場合があり、安定したインクジエ
ツト記録を維持できない欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、インク循環中に揮散した溶媒
と記録に使用したインクを定期的に補充すること
により、インクの劣化を防ぎ、長期間にわたつて
安定した記録を行なうことのできるインクジエツ
ト記録装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明は、ノズルか
らのインク噴出時間を計算して所定時間毎にイン
ク及び溶媒を補充することにより、インクの劣化
を防止して長時間にわたり安定したインクジエツ
ト記録を実現するものである。そして、定時補充
にするとインクの消費量は印字頻度によつてまち
まちであり、従つて正確な量を補充するためには
正確な可変計量手段を要することになるが、本発
明においては、補充用インクをノズルに供給し、
このときの回収インク粒子数を計数することで、
消費量に等しい量のインクを正確に補充するよう
にして正確な可変計量手段を簡単な構成で実現し
ている。

〔発明の実施例〕

第１図に本発明の実施例を示す。まず全体の構
成について説明する。第１図において、１はノズ
ルであり加圧供給されたインクを粒子化する。２
は電歪素子でありノズル１を一定周期で振動させ
てインク粒子の発生を定周期化する。３は帯電々
極であり粒子化したインク粒子に電荷を与える。
４はインク粒子、５はインク粒子４は偏向させる
ための陽極側偏向電極、６はこの偏向電極５と対
をなして用いられる負極側の偏向電極、７は記録
に使用しない非記録用インク粒子を回収するガタ
ー、８は記録を行なう被記録物である。９は電歪
素子２に励振電圧を加える励振アンプ、１０は帯
電々極３に帯電信号を印加する帯電アンプ、１１
は偏向電極５，６に高圧を与えるための高圧電源
である。１２はノズル１へのインク供給を断続す
るためのインクバルブ、１３はインク圧力を調整
するための調圧弁、１４はインク圧力を測定する
ための圧力計、１５は主インク容器２２内の記録
用インクをノズル１へ圧送するためのインクポン
プ、１６はガター７からの回収インクを主インク
容器２２は回収するための回収ポンプ、１７は主
インク容器２２からの記録用インクをノズル１へ
供給するための切替えバルブ、１８は補助インク
容器２３からの補充用インクをノズル１へ供給す
るための切替えバルブ、１９は溶媒容器２４から
の溶媒を主インク容器２２へ供給許可するための
溶媒バルブ、２０は溶媒を主インク容器２２へ供
給するための溶媒ポンプ、２１は主インク容器２
２内のインクレベルを検知するためのレベルセン
サ、２２は通常印字に使用する記録用インクを溜
めておく主インク容器、２３は新しい補充用イン
クを溜めておく補助インク容器、２４は溶媒を溜
めておく溶媒容器である。２５はレベルセンサか
らの信号を２値化するレベルセンサアンプ、２６
〜２９は各種バルブを駆動するドライバ、３０は
各種ドライバー２６〜２９の駆動、アンプの駆動
及びレベルセンサ信号をアンプ２５を介して取込
むためのPIO（ペリフエラル・インプツト・アウ
トプツトの略）である。３１はこのインクジエツ
ト記録装置全体を制御するためのMPU（マイクロ
プロセツシングユニツト）、３２はプログラム及
び各種データが格納されている読出し専用の記憶
素子（ROM）、３３は読み書き可能な記憶素子
（RAM）、３４はバスラインである。そして、ノ
ズルからのインク噴出時間を計測する計時手段は
MPU３１内にソフトウエアによつて構成され、
記録用インク粒子および非記録用インク粒子を計
数するインク粒子計数回路３６は前記PIO３０に
接続される。

次にこのインクジエツト記録装置の動作を説明
する。ノズル１から噴出するインクの粒子化は、
このノズル１に組込まれた電歪素子２の振動に同
期しており、従つてインク粒子４の発生個数は前
記励振アンプ９の周波数と同じである。帯電アン
プ１０にはMPU３１から印字のための記録信号
が与えられ、帯電アンプ１０はこれを増幅して帯
電々極子３に与えることによりノズル１から発生
するインク粒子４を選択的に帯電する。そして、
電荷を与えられたインク粒子４は陽極側偏向電極
５と負極側偏向電極６で発生する静電界によりそ
の電荷量に比例した偏向を受け、移動中の被印字
物８に到達して文字を形成するものであり、印字
に使用されない非記録用インク粒子４はガター７
で捕捉されて回収されるものである。

記録用インク３５は主インク容器２２より切替
えバルブ１７を経由してインクポンプ１５により
調圧弁１３に圧送されて調圧され、インクバルブ
１２を経由して、ノズル１に導かれる。そして、
ガター７により回収されたあとは、回収ポンプ１
６を経て主インク容器２２に戻るものであり、こ
の回収された記録用インク３５は、再び上記経路
によりノズル１へ導かれて、繰返し使用されるも
のである。

ところで基本的に、当該インク粒子作成のため
にはインクそのものの物性、たとえば、粘度、表
面張力、比重ならびにインクに導電性を与えるた
めの比抵抗などを所定の範囲に保つ必要がある。
しかし、上述したインクジエツト記録装置におけ
るごとく記録用インクを循環再使用する方式のも
のにおいては、そのインク物性は、循環の過程、
特に噴射飛行中およびガター７より回収される過
程で、インク溶媒成分の一部が揮散して変動する
ものである。

この変動をできるだけ押さえて記録用インクの
寿命を伸ばすために、従来より各種の方法が採用
されてきたものである。

ここで前後するが、一般に、インクは樹脂や染
料などの固形分と溶媒からなり、このインク中の
溶媒成分は多成分で構成されているケースが多
く、その一部が揮散した溶媒の成分比は元素のイ
ンクの溶媒成分比とは異なるものである。そし
て、揮散成分については、各溶媒の蒸気圧をもと
に概略計算をするか、あるいは揮散成分を分析す
ることによつて把握することができたものであ
る。そして、インクの寿命を伸ばす１つの方法は
印字に使用したインクの補充を行なつた後、揮散
成分に相当する溶媒を補充することである。

上記の補充を実現するための循環系も第１図中
に含まれているので、この説明を行なう。まずイ
ンクの補充は次のように行なう。通常の記録動作
（非補充動作）中は切替えバルブ１７が開放
（ON）しているが、これが閉合（OFF）し、同
時に、切替えバルブ１８がONする。このことに
よつて、補助インク容器２３の補充用インクがイ
ンクポンプ１５を通り、ノズル１へ導かれる。そ
して、ノズル１から噴出して記録に使用されずに
ガター７で回収される非記録用インク粒子４を計
数する。この計数値がそれまでの非補充サイクル
中に記録に使用されて消費したインク粒子４の計
数値になるまでこのインク補充を行なう。これら
補充に関するタイムチヤートを第２図に示すの
で、次にこれを用いて更に詳しく説明する。RO
のタイミングでインク噴出時間を計測する計時カ
ウンタ及び記録用インク粒子４を計数する印字ド
ツドカウンタをプリクリアする。その後インク噴
出時間を累計してゆく。H1（時間）経過したこと
を検知して、インク補充モードに入る。このとき
の印字ドツドカウンタは図の如くN1まで歩進し
ているものとする。インク噴出時間計数カウンタ
をここでプリクリアすると同時に新しい補充用イ
ンクを補充する指示を出す。この指示は第１図で
言えば切替えバルブ１７をOFFして、切替えバ
ルブ１８をONすることに相当する。

更に詳細な動作として、印字ドツドカウンタへ
のクロツクパルス入力の例を示す。第３図にはイ
ンク非補充時（Ｄ）と補充時（Ｅ）のクロツク波
形を示す。そしてこれを実現する前記インク粒子
計数回路３６の詳細図を第４図に示す。第４図の
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅと第３図のＡ，Ｂ，，Ｃ，
Ｄ，Ｅは同じ信号を意味する。また、信号は信
Ｂを反転させたものの意味である。Ａはインク粒
子発生タイミンク信号で、この１周期で必ずイン
ク粒子４が発生するものとする。Ｂは記録信号で
あり、“１”のとき印字すべき信号である。この
記録信号Ｂのパルス幅は上記信号Ａの１周期分と
する。Ｃは新しい補充用インク補充指示信号であ
り、インクを補充するとき“１”となる。

通常の記録（非補充中）について考えてみる。
第３図の如く、インク粒子発生タイミング信号Ａ
には規則的なパルスが出ており、記録信号Ｂには
印字に必要な部分だけ“１”の信号が出る。イン
ク補充指示信号Ｃは“０”であるから、第４図の
NANDゲート３６ａの出力信号Ｄとしては第３
図の如くカウントアツプ用のクロツクパルスＤが
出て印字ドツドカウンタ３６ｂを第２図の如くカ
ウントアツプしてゆく。次に、インク噴出累計時
間が第２図の如くH1を経過すると、第４図の入
力信号Ｃが“１”となる。すると第４図の
NANDゲート３６ａが閉じてNANDゲート３６
ａが開き、印字ドツドカウンタ３６ｂをカウント
ダウンさせるクロツクパルスＥが第３図のように
発生する。このクロツクパルスＥは、記録信号Ｂ
が“０”のときのインク粒子発生タイミング信号
Ａに同期して発生しており、従つてこのクロツク
パルスＥを計数することにより、記録に使用され
ないで回収されるインク粒子４の数すなわち補充
用インクの補充量を計測することができる。そし
て、このクロツクパルスＥにより印字ドツドカウ
ンタ３６ｂの値が第２図の如くROのときと同じ
値になつたときに新しいインクの補充を完了す
る。この後に第２図に示す如く、溶媒補充指示信
号が出る。

新しいインクの補充が完了すると、切替えバル
ブ１８は再びOFFし、切替えバルブ１７がONす
ると同時に、溶媒バルブ１９がONして溶媒容器
２４から主インク容器２２へ溶媒の供給を開始す
る。これと同時にレベルゼンサ２１を動作させて
主インク容器２２内の液面チエツクを開始する。
溶媒揮散量とほぼ同程度の溶媒が主インク容器２
２へ供給されて液面が所定レベルに達すると、レ
ベルセンサ２１が動作して信号を出力する。この
信号をレベルセンサアンプ２５で２値化し、PIO
３０へ伝える。MPU３１はこれを認識して溶媒
の補充動作を中止させる。

また第２図の第２サイクルに示す如く、途中で
インク噴出を停止した場合でも、インク噴出時間
及び印字ドツドカウンタの計数値はRAM３３内
に記憶しておき、再びインク噴出を開始した時点
で積算を続行する。従つて、第２サイクルのH2
＋H3は第１サイクルのH1と同じ時間となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、一定周期毎に印字に使用した
インクの量と同じ量の新しい補充用インクを補充
でき、尚かつインク循環中に揮散した溶媒をも補
充できるので、インク中の溶媒相と固体相のバラ
ンスが崩れることなく、従つてインクの劣化を防
止することができる。しかも、補充用インクの補
充量はノズルから噴出してガターにより回収され
る非記録用インク粒子の数で計量しているので、
消費されたインクの量に等しい量の正確なインク
補充が簡単にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は全体の構成を示すブロツク図、第２図はインク
及び溶媒補充のタイミングチヤート、第３図はク
ロツクパルスのタイミングチヤート、第４図はイ
ンク粒子計数回路図である。 １……ノズル、３……帯電々極、４……インク
粒子、５，６……偏向電極、７……ガター、８…
…被印字物、１５……インクポンプ、１６……回
収ポンプ、１７，１８……切替えバルブ、１９…
…溶媒バルブ、２０……溶媒ポンプ、２１……レ
ベルセンサ、２２……主インク容器、２３……補
助インク容器、２４……溶媒容器、３１……
MPU、３３……RAM、３５……記録用インク、
３６……インク粒子計数回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録用インクを収容する主インク容器と、主
   インク容器から供給される記録用インクを噴出し
   て一定周期でインク粒子を発生させるノズルと、
   ノズルから噴出するインク粒子を記録情報信号に
   従つて選択的に帯電する帯電器と、記録情報信号
   に従つて帯電された記録用インク粒子を帯電量に
   比例して偏向して被記録面の目的位置に付着させ
   る偏向器と、記録情報信号に従つて帯電されない
   非記録用インク粒子を捕集して前記主インク容器
   に回収する回収手段と、補充用インクを収容する
   補助インク容器と、前記記録用インク粒子計数手
   段を有しその計数値に見合つた量の補充用インク
   を主インク容器に補充するインク補充手段と、溶
   媒を収容する溶媒容器と、補充用インクを主イン
   ク容器に補充した後に該主インク容器内のインク
   の量が所定値になるまで主インク容器に溶媒を補
   充する溶媒補充手段とを備えたインクジエツト記
   録装置において、前記インク補充手段に、記録用
   インクと補充用インクを選択的にノズルに供給す
   る切替え弁と、補充用インク供給時に前記回収手
   段によつて捕集される非記録用インク粒子を計数
   する補充量計数手段と、ノズルからのインク噴出
   時間を計時する計時手段と、この計時手段の計時
   値が所定時間に達したときに前記切替え弁を制御
   して前記ノズルに補充用インクを供給し、前記補
   充量計数手段の計数値が前記記録用インク粒子計
   時手段の計数値に達したときに前記ノズルに記録
   用インクを供給する切替え制御手段とを設けたこ
   とを特徴とするインクジエツト記録装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記記録用
   インク粒子計数手段と前記計時手段は、ノズルか
   らのインク噴出が停止されたときはその計測値を
   保存し、噴出再開時には計測値を加算するもので
   あることを特徴とするインクジエツト記録装置。